年产55万吨对一甲苯项目一一可行样分析招告 化工行业原材料，受制于进口的PX来源很有可能会制约我国的PTA及下游相关 产业的发展。 合计（万吨 628.6 498.2 20 352.7 ■ 00 370. 日本 340.4 290.3 20g 184, 160.8 200 113. 20 ■阿是 伊朗 101.8 200 ■其他 27.5 00 200 300 400 500 600 700 数据提供：石油和化学工业规龙院 图1.2近年中国P以进口产地分布图 除此之外，国内PX项目的核心生产工艺都需从国外进口，由于PX的主要工 艺被UOP等国外大公司垄断，由此带来的专利费高得惊人，占到总投资的10%~ 15%。并且对于国际市场的PX价格，不生产就没话语权，价格大起大落，会严重 影响整个产业链的发展。因此为了稳定国内PX相关产业链的生产成本，增大PX 的产能也是必需的。 单位：元/吨 11864 2500 11346 8514 8354 2009年 2010年 2011年 2012年 2013年4月 据提供 和化 业联 -6
年产 55 万吨对二甲苯项目——可行性分析报告 - 6 - 化工行业原材料，受制于进口的 PX 来源很有可能会制约我国的 PTA 及下游相关 产业的发展。 图 1.2 近年中国 PX 进口产地分布图 除此之外，国内 PX 项目的核心生产工艺都需从国外进口，由于 PX 的主要工 艺被 UOP 等国外大公司垄断，由此带来的专利费高得惊人，占到总投资的 10%～ 15%。并且对于国际市场的 PX 价格，不生产就没话语权，价格大起大落，会严重 影响整个产业链的发展。因此为了稳定国内 PX 相关产业链的生产成本，增大 PX 的产能也是必需的
年产55万吨对二甲苯项目一一可行性分析报告 图1.3近年以平均价格 发展PX并非只关系到下游企业的盈亏。我国加工的原油中，相当多一部分 原油潜芳烃含量较高，在炼制过程中需要芳烃抽提，为发挥这一部分资源的作用 和价值，具备条件的大炼厂配套建设PX是资源高效利用的客观要求。 为解决PX产业自给率低等问题，“十二五”期间，国家对PX产业的支持将 侧重于工艺研发层面，以提高PX生产装置的国产化率。 1.2对二甲苯的化学结构和物理性质 对二甲苯(p-Xylene)是苯的衍生物，名称可缩写为“PX”,是重要的化工 原料。对二甲苯分子式是CH。或CH,(CH),结构式如下： -CH3 物理性质：无色透明液体，具有芳香气味。比重0.861，熔点为13.263℃， 沸点为138.37℃，闪点为25℃。易燃，是一种危险化学品。其蕉气与空气形成 爆炸性混合物，爆炸极限1.1%~7.0%（体积分数）。常温下在水中的溶解度为 162mg·L-。可溶于酒精（乙醇）、乙醚、丙酮等有机溶剂。 对二甲苯属低毒性化合物，在人体内会代谢成对甲基苯甲酸，进而与甘氨酸 反应生成甲基马尿酸，从尿液排出。仅在长时间接触或短期接入高浓度该物质时 会对人体产生严重危害。对二甲苯对眼及上呼吸道有刺激作用，可使皮肤脱脂。 短期内吸入较高浓度对二甲苯气体，可出现眼及上呼吸道明显的刺激症状，严重 时可导致肺水肿：麻痹中枢神经，严重时导致抽搐或昏迷，甚至生命危险。长期 接触可能导致肾、肝损伤。因此在生产过程中要注意员工身体的防护。 1.3对二甲苯的用途 PX可用于生产精对二苯甲酸(PTA)或对二苯甲酸二甲酯(DMT),PTA或DMT 7
年产 55 万吨对二甲苯项目——可行性分析报告 - 7 - 图 1.3 近年 PX 平均价格 发展 PX 并非只关系到下游企业的盈亏。我国加工的原油中，相当多一部分 原油潜芳烃含量较高，在炼制过程中需要芳烃抽提，为发挥这一部分资源的作用 和价值，具备条件的大炼厂配套建设 PX 是资源高效利用的客观要求。 为解决 PX 产业自给率低等问题，“十二五”期间，国家对 PX 产业的支持将 侧重于工艺研发层面，以提高 PX 生产装置的国产化率。 1.2 对二甲苯的化学结构和物理性质 对二甲苯（p-Xylene）是苯的衍生物，名称可缩写为“PX”，是重要的化工 原料。对二甲苯分子式是 C8H10 或 C6H4(CH3)2，结构式如下： H3C CH3 物理性质：无色透明液体，具有芳香气味。比重 0.861，熔点为 13.263℃， 沸点为 138.37℃，闪点为 25℃。易燃，是一种危险化学品。其蒸气与空气形成 爆炸性混合物，爆炸极限 1.1%～7.0%（体积分数）。常温下在水中的溶解度为 162mg·L−1。可溶于酒精（乙醇）、乙醚、丙酮等有机溶剂。 对二甲苯属低毒性化合物，在人体内会代谢成对甲基苯甲酸，进而与甘氨酸 反应生成甲基马尿酸，从尿液排出。仅在长时间接触或短期接入高浓度该物质时 会对人体产生严重危害。对二甲苯对眼及上呼吸道有刺激作用，可使皮肤脱脂。 短期内吸入较高浓度对二甲苯气体，可出现眼及上呼吸道明显的刺激症状，严重 时可导致肺水肿；麻痹中枢神经，严重时导致抽搐或昏迷，甚至生命危险。长期 接触可能导致肾、肝损伤。因此在生产过程中要注意员工身体的防护。 1.3 对二甲苯的用途 PX 可用于生产精对二苯甲酸（PTA）或对二苯甲酸二甲酯（DMT），PTA 或 DMT
年产55万吨对二甲苯项目一一可行性分析报告 再与乙二醇反应后可生成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),即聚酯。PET进一步加 工纺丝可生产涤纶纤维和轮胎工业用聚酯布布，PET树脂还可以制成聚酯瓶、聚 酯膜、塑料合金以及其他工业元件等，除此之外，PX还可以用来做溶剂及生产 医药、香料，还是用来制造增塑剂的原料。 现今PX的基本行业产业链为：原油→石脑油→混合芳烃→对二甲苯(PX) 一对苯二甲酸(PTA)→聚酯一纺织品等。 1.4基础化学 当今工业合成对二甲苯(PX)主要有选择性甲苯歧化及烷基转移以及甲苯甲 醇烷基化两种反应。两种反应生成的二甲苯均为三种异构体的混合物(BTX),还 可以利用异构化反应装置将邻二甲苯与间二甲苯两种异构体转化为对二甲苯。 选择性甲苯歧化，即甲苯歧化为苯和二甲苯的反应，其反应式如下。另外 甲苯与C9反应也能生成二甲苯。 甲苯选择性歧化目前在工业上的应用较多，工艺也较为成熟，广泛使用的催 化剂主要是硅胶改性的HZSM-5催化剂(510%Si0/HZS-5)以及丝光沸石/A10, 得到的产物中二甲苯的质量分数能达到9095%，单程转化率能达到3035%。 另外，甲苯还能和甲乙苯、三甲苯等C9化合物发生歧化反应，其涉及到的 动力学参数如下图所示： 8
年产 55 万吨对二甲苯项目——可行性分析报告 - 8 - 再与乙二醇反应后可生成聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），即聚酯。PET 进一步加 工纺丝可生产涤纶纤维和轮胎工业用聚酯帘布，PET 树脂还可以制成聚酯瓶、聚 酯膜、塑料合金以及其他工业元件等，除此之外，PX 还可以用来做溶剂及生产 医药、香料，还是用来制造增塑剂的原料。 现今 PX 的基本行业产业链为：原油→石脑油→混合芳烃→对二甲苯（PX） →对苯二甲酸（PTA）→聚酯→纺织品等。 1.4 基础化学 当今工业合成对二甲苯（PX）主要有选择性甲苯歧化及烷基转移以及甲苯甲 醇烷基化两种反应。两种反应生成的二甲苯均为三种异构体的混合物（BTX），还 可以利用异构化反应装置将邻二甲苯与间二甲苯两种异构体转化为对二甲苯。 选择性甲苯歧化，即甲苯歧化为苯和二甲苯的反应，其反应式如下。另外， 甲苯与 C9 反应也能生成二甲苯。 2 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 或 或 + 甲苯选择性歧化目前在工业上的应用较多，工艺也较为成熟，广泛使用的催 化剂主要是硅胶改性的 HZSM-5 催化剂（5~10%SiO2/HZSM-5）以及丝光沸石/Al2O3， 得到的产物中二甲苯的质量分数能达到 90~95%，单程转化率能达到 30~35%。 另外，甲苯还能和甲乙苯、三甲苯等 C9 化合物发生歧化反应，其涉及到的 动力学参数如下图所示：
年产5万吨对二甲苯项目一一可行性分析报告 甲苯鼓化反应 r1=-dN1d/dW=0.7I96X10'ep(-1.020X10/RT)Pa11-PaPx/(P1w2×0.207月 甲苯与三甲苯烷基转移反应 r:=-dN Tm/dW=7.891X 10'exp(-9.677X 10'/RT)1-PxPx/(.014 甲乙苯脱烷基反应 rs=-dNsw/d W=2.638X 10'exp(-1.018X 10'/RT)Psmn 甲苯与甲乙苯烷基转移反应 -/d-3.967X 10exp(-1916X10R)PP-PPx/( 乙苯脱烷基反应 r=-dNm/dW-1.210X10exp(-2.066×10/RT)Pa 三甲苯鼓化反应 rs-dN Tm/d W=4.890X 10exp(-1.569X 10/RT)PTM'11-PcoPx/(P T200 图14甲苯歧化及烷基转移反应动力学参数 而甲苯甲醇烷基化则是利用甲苯与甲醇的反应生产二甲苯，同时会产生水 也会有少量的苯等副产物生成。其反应式如下。 C8) C+o CH 甲苯甲醇烷基化是一种比较新的制法，在提出后一直是BP、杜邦、陶氏、 埃克森美孚等公司授入大量精力研究的课题。现在工业上使用该方法生产的企业 使用的催化剂主要是ZSM-5分子筛催化剂。近年来GTC技术公司开始出售由印度 石化公司(1PCL)开发的甲苯甲基化工艺(GT-TOlk1)。GTC称对二甲苯选择性可 达85%以上。 在利用甲苯甲醇烷基化法制取二甲苯时，会有苯、低碳烯烃等副产物产生 由于反应速度较快，生成的中间产物很少。 1.5各工艺过程评述 目前二甲苯的生产主要是上述的选择性甲苯歧化及烷基转移以及甲苯甲醇 烷基化两种工艺路线，其中选择性甲苯歧化及烷基转移技术应用广泛，而甲苯甲 醇烷基化技术应用较少但优点明显。随着甲苯甲醇烷基化技术研发的推进，技术
年产 55 万吨对二甲苯项目——可行性分析报告 - 9 - 图 1.4 甲苯歧化及烷基转移反应动力学参数 而甲苯甲醇烷基化则是利用甲苯与甲醇的反应生产二甲苯，同时会产生水， 也会有少量的苯等副产物生成。其反应式如下。 CH3 + CH3OH CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 或 或 + H2O 甲苯甲醇烷基化是一种比较新的制法，在提出后一直是 BP、杜邦、陶氏、 埃克森美孚等公司投入大量精力研究的课题。现在工业上使用该方法生产的企业 使用的催化剂主要是 ZSM-5 分子筛催化剂。近年来 GTC 技术公司开始出售由印度 石化公司(1PCL)开发的甲苯甲基化工艺(GT-TolAkl)。GTC 称对二甲苯选择性可 达 85%以上。 在利用甲苯甲醇烷基化法制取二甲苯时，会有苯、低碳烯烃等副产物产生。 由于反应速度较快，生成的中间产物很少。 1.5 各工艺过程评述 目前二甲苯的生产主要是上述的选择性甲苯歧化及烷基转移以及甲苯甲醇 烷基化两种工艺路线，其中选择性甲苯歧化及烷基转移技术应用广泛，而甲苯甲 醇烷基化技术应用较少但优点明显。随着甲苯甲醇烷基化技术研发的推进，技术
年产5万吨对二甲苯项目一一可行性分析报告 难点的逐一攻克，甲苯甲醇工艺取代选择性基本歧化工艺将成为PX合成工业领 域的发展趋势。我国现今绝大多数的PX生产企业均是采用的甲苯歧化进行生产。 2012年，扬子石化建成我国首套甲苯甲醇烷基化生产装置，产能为20万吨/年。 现今工业上分离二甲苯的三种异构体的工艺主要有结晶分离及吸附分离等。 吸附分离的分离效果较前者更好，但是由于吸附分离对进料纯度有较高要求并且 造价更高，故目前工业上结晶分离的方法更为常见。 10
年产 55 万吨对二甲苯项目——可行性分析报告 - 10 - 难点的逐一攻克，甲苯甲醇工艺取代选择性基本歧化工艺将成为 PX 合成工业领 域的发展趋势。我国现今绝大多数的 PX 生产企业均是采用的甲苯歧化进行生产。 2012 年，扬子石化建成我国首套甲苯甲醇烷基化生产装置，产能为 20 万吨/年。 现今工业上分离二甲苯的三种异构体的工艺主要有结晶分离及吸附分离等。 吸附分离的分离效果较前者更好，但是由于吸附分离对进料纯度有较高要求并且 造价更高，故目前工业上结晶分离的方法更为常见